一种快速数据说明图标最优自动排列方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种快速数据说明图标最优自动排列方法，属于工业数据可视化技术领域。
【背景技术】
[0002]在科学技术飞速发展的今天，工业生产过程每天都产生大量数据，如何对这些数据进行处理和显示，并从中挖掘出有用的信息，再用这些信息来指导生产的安全进行，是目前急需解决的一个重要问题。数据可视化技术将原始数据借助于图形化手段，可以有效、直观地向人们传达重要有价值的信息，它在科学研宄以及工业生产领域有着极其重要的作用。例如，在石油钻探过程中，各种井上和井下测量仪器每天都得到大量的工程数据和工艺参数数据，通过录井数据绘制系统可以将这些参数或数据进行多形式地、直观地可视化，使得有关专家能够及时发现或预测出生产中出现或可能出现的问题并进行相应的处理，从而保证生产的安全进行。
[0003]工业数据可视化技术一般要有人机交互操作。以综合录井数据绘制系统为例，录井图中包括信息头、图例以及数据主体三个部分。其中数据主体包括数据说明图标以及数据绘图两个区域。数据说明图标用于对绘图区域中的数据做解释说明作用，其横向坐标与宽度由用户通过人机交互界面指定。为了使数据说明图标绘制的更加紧凑，经常需要用户对其纵向位置进行手动排列。然而，当图标数量过多时，人工排列和修改将会大大增加编辑录井图的时间，特别是当用户对某个数据说明图标的横向位置进行修改时，一般需要对所有的数据说明图标进行重新排列，这严重影响了综合录井数据绘制系统的工作效率。传统的暴力搜索排列方法过于耗时，会造成系统反应迟钝，不利于工业领域的应用。因此需要引入一种对数据说明图标进行高效自动排列的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决上述已有技术的工业数据可视化系统中图标排列耗时多的问题，提出一种快速数据说明图标最优自动排列方法。
[0005]首先，本发明对所有的数据说明图标按其横坐标由小到大的顺序进行预排序，从而得到数据说明图标的内部序列信息，并且维持原来相同图标位置的先后关系。在预排序的基础上，再利用搜索算法得到问题的最优解，从而实现了对数据说明图标的自动排序。同时，当用户对某个数据说明图标修改时，无需对所有的数据说明图标重新排序即可实现最优排序，这在数据可视化交互应用系统中有着重要的意义。
[0006]本发明的技术关键在于，在预排序步骤中，首先对所有的数据说明图标按照其横向坐标进行从小到大的顺序排序，当两个数据说明图标的横向坐标位置相同时，维持原来的优先次序；然后利用搜索方法逐步对所有的数据说明图标的位置进行优化，从而在不变动其横坐标的基础上实现数据说明图标的最优排列，节省了排序时间。当用户对某个数据说明图标进行修改操作时，系统无需对所有的图标进行重复排序，只需对排序完成的图标序列进行一次修改，即可完成所有数据说明图标的自动最优排序。
[0007]本发明目的是通过下述技术方案实现的。
[0008]一种快速数据说明图标最优自动排列方法，包含以下步骤:
[0009]步骤1、读入N个数据说明图标，其中每个图标^都具有相同的高度h以及不同的宽度Wi,以及二维空间坐标(Xi，yi)，其中i为大于O且小于等于N的整数；
[0010]步骤2、初始化每个数据说明图标的标志位为0，初始化已处理图标计数t为O ;
[0011]步骤3、对N个数据说明图标，按照其横向坐标从小到大的顺序进行排序，得到新的序列B，记B中的图标的二维空间坐标为(Pi，qi)，这里i为大于O且小于等于N的整数；
[0012]步骤4、设置最低位置YSO;
[0013]步骤5、设置左边界X为0，初始化计数变量k为O ;
[0014]步骤6、k = k+Ι ；
[0015]步骤7、判断k是否大于N ;如果是，Y = Y+h，并转到步骤5 ;否则，进入步骤8 ；
[0016]步骤8、判断第k个图标的标志位是否为I ;如果是，转到步骤6 ;否则，进入步骤9 ；
[0017]步骤9、判断pk是否小于X ;如果是，转到步骤6 ;否则，设置X = pk+wk，qk= Y，t =t+1，并设置第k个数据说明图标的标志位为I ;
[0018]步骤10、判断t是否小于N ;如果是，转到步骤6 ;否则，进入步骤11 ；
[0019]步骤11、将具有新坐标的数据说明图标序列保存下来。
[0020]有益效果
[0021]本发明的有益效果是:通过对数据说明图标按其横坐标由小到大进行预排序，再通过逐步优化的搜索方法对数据说明图标的纵向位置进行分配，从而能够快速得到数据说明图标的最优排列结果。当需要对数据说明图标进行修改操作，例如添加、删除某个图标或修改某个图标的位置时，无需对所有的数据说明图标进行重新排序，只需要在有序的图标序列中插入或修改某个图标位置后，再进行逐步优化即可，大大提高了工作效率。
【附图说明】
[0022]图1是本发明所提出的快速数据说明图标最优自动排列方法流程图；
[0023]图2是当数据说明图标数目不同时，本发明方法与传统暴力搜索方法在耗时上的不同。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
[0025]实施例
[0026]以综合录井数据绘制系统中的数据说明图标排列为例，见图1，一种快速数据说明图标最优自动排列方法，包括:
[0027]步骤1，读入N个录井数据说明图标，其中每个图标^都具有相同的高度h以及不同的宽度Wi,以及二维空间坐标(Xi，yi)，其中i为大于O且小于等于N的整数；
[0028]步骤2，初始化每个录井数据说明图标的标志位为0，初始化对已处理图标的计数t为O ;
[0029]步骤3，对N个录井数据说明图标，按照其横向坐标从小到大的顺序进行排序，得到新的序列B，记B中图标的二维空间坐标为(Pi，qi)，这里i为大于O且小于等于N的整数；
[0030]该步骤利用归并方法对录井数据说明图标排序:
[0031]I)将N个录井数据说明图标划分为N个子序列；
[0032]2)将相邻的两个子序列进行两两有序合并，如果两个录井数据说明图标的横坐标完全相同，那么不改变这两个图标的相对位置；
[0033]3)如果只剩一个子序列，结束；否则，返回步骤2)。
[0034]此步骤的排序过程时间复杂度为O(NlogN)，当录井数据说明图标的数据量非常大时，能够保证在接近线性的时间内完成该步骤操作。
[0035]步骤4，设置最低位置YSO;
[0036]步骤5，设置左边界X为0，初始化计数变量k为O ;
[0037]每次重新寻找合适的录井数据说明图标时，需要重新设置图标的最左边界阈值，大于此阈值的图标可以被选择。其中，k为循环寻找图标的迭代器。
[0038]步骤6，k = k+Ι ；
[0039]步骤7，判断k是否大于N ;如果是，Y = Y+h，并转到步骤5 ;否则，进入步骤8 ；
[0040]当k大于N时，说明所有的录井数据说明图标已经被分配完毕，结束此轮查找；否贝1J，当每轮查找结束时，需要对图标的最下边界阈值增加h，即提升下一轮寻找的纵向基准线。
[0041]步骤8，判断第k个图标的标志位是否为I ;如果是，转到步骤6;否则，进入步骤9 ；
[0042]如果寻找到第k个录井数据说明图标时，其标志位为I说明该图标已经被分配，因此无需再对其进行二次分配，故转到步骤6继续查找。
[0043]步骤9，判断pk是否小于X ;如果是，转到步骤6 ;否则，设置X = pk+wk，qk= Y，t =t+1，并设置第k个录井数据说明图标的标志位为I ;
[0044]步骤10，判断t是否小于N ;如果是，转到步骤6 ;否则，进入步骤11 ；
[0045]当已处理的图标计数t大于等于N时，表明所有的录井数据说明图标已经处理完毕，退出当前循环。
[0046]步骤11，将具有新坐标的录井数据说明图标序列保存下来。
[0047]实验
[0048]本发明的效果可通过以下实验进一步说明。
[0049]实验将本发明的方法与传统暴力搜索方法进行了对比，并且针对不同数目的录井数据说明图标进行了排序耗时的测试。图2中第一行是录井数据说明图标的数目。实验中分别针对录井数据说明图标数目为3、5、1、15、20、30、40、50以及60的情况，进行了测试。图2中第二行显示了传统暴力搜索方法对图标进行排序的耗费时间。可以看到当图标的数目为5个以下时，传统方法能够在很短的时间内找到图标的最优分配方案；当图标在10个到20个之间时，将会需要几十秒的时间去优化排列，这会造成录井数据绘制系统进行长时间的等待，大大降低了系统的效率；当说明图标数目大于30个时，传统方法几乎无法计算出最优分配方案。图2中第三行显示了本发明所提出的排列方法对录井数据说明图标进行最优分配所需要的时间。从中可以看到，面对不同数目级别的录井数据说明图标，本发明所提出的排列方法可以在不到0.1秒的时间内将所有图标分配完毕，大大降低了搜索的时间，实现了录井数据说明图标的快速最优排列。
[0050]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种快速数据说明图标最优自动排列方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、读入N个数据说明图标，其中每个图标Ai都具有相同的高度h以及不同的宽度Wi,以及二维空间坐标(Xi，yi)，其中i为大于O且小于等于N的整数； 步骤2、初始化每个数据说明图标的标志位为O，初始化已处理图标计数t为O ; 步骤3、对N个数据说明图标，按照其横向坐标从小到大的顺序进行排序，得到新的序列B，记B中的图标的二维空间坐标为(Pi，qi)，这里i为大于O且小于等于N的整数； 步骤4、设置最低位置Y为O; 步骤5、设置左边界X为O，初始化计数变量k为O ;步骤 6、k = k+Ι ； 步骤7、判断k是否大于N ;如果是，Y = Y+h，并转到步骤5 ;否则，进入步骤8 ; 步骤8、判断第k个图标的标志位是否为I ;如果是，转到步骤6 ;否则，进入步骤9 ;步骤9、判断pk是否小于X ;如果是，转到步骤6 ;否则，设置X = pk+wk，qk= Y，t = t+1，并设置第k个数据说明图标的标志位为I ; 步骤10、判断t是否小于N ;如果是，转到步骤6 ;否则，进入步骤11 ; 步骤11、将具有新坐标的数据说明图标序列保存下来。
【专利摘要】本发明涉及一种快速数据说明图标最优自动排列方法，属于工业数据可视化技术领域。该方法首先对所有的数据说明图标按照其横向坐标进行从小到大的顺序排序，当两个数据说明图标的横向坐标位置相同时，维持原来的优先次序；然后利用搜索方法逐步对所有的数据说明图标的位置进行优化，从而在不变动其横坐标的基础上实现数据说明图标的最优排列，节省了排序时间。当用户对某个数据说明图标进行修改操作时，系统无需对所有的图标进行重复排序，只需对排序完成的图标序列进行一次修改，即可完成所有数据说明图标的自动最优排序，大大提高了工作效率。
【IPC分类】G06F17-24, G06F17-30
【公开号】CN104809251
【申请号】CN201510257613
【发明人】赵清杰, 吕鹏, 李恺天, 赵倩弘
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月19日